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1、會(huì)計(jì)學(xué)1 液晶電光效應(yīng)實(shí)驗(yàn)液晶電光效應(yīng)實(shí)驗(yàn) 第1頁(yè)/共18頁(yè) 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、了解液晶的物理性質(zhì)和扭曲向列型液晶盒的結(jié)構(gòu)及顯示原 理; 了解TN-LCD的顯示原理; 3、測(cè)定液晶樣品的對(duì)比度; 4、測(cè)定液晶樣品的上升時(shí)間和下降時(shí)間。 2、測(cè)定液晶樣品的扭曲角; 第2頁(yè)/共18頁(yè) 實(shí)驗(yàn)原理 一:液 晶液晶態(tài):液晶態(tài):是一種介于液體和晶體之間的中間態(tài)。既具有液體的流動(dòng)性、 粘度、形變等機(jī)械性質(zhì),又具有晶體的各向異性的特點(diǎn)-熱、光、電 、磁等物理性質(zhì)是各向異性的。 液晶是一種同時(shí)具備液體的流動(dòng)性和晶體的規(guī)則排列特性的物質(zhì)。 液晶分子液晶分子:形狀呈棒狀,寬約十分之幾納米,長(zhǎng)約數(shù)納米,分子的長(zhǎng)度 約為寬
2、度的48倍。 第3頁(yè)/共18頁(yè) 液晶一般被分為三大類液晶一般被分為三大類 近晶相液晶向列相液晶 膽甾相液晶 實(shí)驗(yàn)原 理 一:液 晶 第4頁(yè)/共18頁(yè) 二、液晶的電光效應(yīng) 實(shí)驗(yàn)原 理 在液晶上施加電場(chǎng)時(shí),液晶分子在外電場(chǎng)中被極化,分子取向沿外電場(chǎng)發(fā)生變化,液晶分子取向結(jié)構(gòu)的變化,使它的光學(xué)特性也隨之變化,這就是通常說的液晶的電光效應(yīng)。 應(yīng)用:液晶顯示器件、光導(dǎo)液晶光閥、光調(diào)制器、光路轉(zhuǎn)換開關(guān)等 種類:有源矩陣液晶顯示(TFT型)主要用于液晶電視、筆記本電腦等高檔產(chǎn)品; 超扭曲向列相型(STN型)主要用于手機(jī)屏幕等中檔產(chǎn)品; 扭曲向列相型(TN型)主要用于電子表、計(jì)算器、儀器儀表、家用電器等中低檔
3、產(chǎn)品,是目前應(yīng)用最普遍的液晶顯示器件。 第5頁(yè)/共18頁(yè) 實(shí)驗(yàn)原 理 三、扭曲向列型(TN)液晶盒的結(jié)構(gòu) TN式液晶盒的結(jié)構(gòu)式液晶盒的結(jié)構(gòu) 第6頁(yè)/共18頁(yè) 實(shí)驗(yàn)原 理 四、扭曲向列型(TN)電光效應(yīng) TN型液晶盒的扭曲角型液晶盒的扭曲角 當(dāng)線偏振光垂直入射到液晶盒表面時(shí),若偏振方向與液晶盒上表面分子軸取向相同,則線偏振光偏振方向?qū)㈦S液晶分子軸方向逐漸旋轉(zhuǎn)(旋光性),出射光偏振方向平行于液晶盒下表面分子軸方向;線偏振光偏振方向轉(zhuǎn)過的角度叫做液晶盒的扭曲角。 若入射線偏振光偏振方向垂直于上表面分子軸方向,出射時(shí),線偏振光偏振方向亦垂直于下表面液晶分子軸。 扭曲角扭曲角=90 第7頁(yè)/共18頁(yè) 實(shí)
4、驗(yàn)原 理 四、扭曲向列型(TN)電光效應(yīng) TN型液晶盒的電光效應(yīng)型液晶盒的電光效應(yīng) 對(duì)液晶盒施加電壓,當(dāng)達(dá)到某一數(shù)值時(shí),液晶分子長(zhǎng)軸開始沿電場(chǎng)方向傾斜,電壓繼續(xù)增加到另一數(shù)值時(shí),除附著在液晶盒上下表面的液晶分子外,所有液晶分子長(zhǎng)軸都按電場(chǎng)方向進(jìn)行重排列,TN型液晶盒旋光性隨之消失。 第8頁(yè)/共18頁(yè) 實(shí)驗(yàn)原 理 四、扭曲向列型(TN)電光效應(yīng) TN型液晶盒的電光曲線型液晶盒的電光曲線 不加電壓時(shí),入射光通過起偏器形成的線偏振光,經(jīng)過液晶盒后偏振方向隨液晶分子軸旋90,不能通過檢偏器;施加電壓后,透過檢偏器的光強(qiáng)與施加在液晶盒上電壓大小有關(guān)。 50 0 0 50% 10% VthVr I/W U
5、/V 90% max T min T 對(duì)比度對(duì)比度: maxmin / TTC 第9頁(yè)/共18頁(yè) 五、用間歇方波驅(qū)動(dòng)測(cè)量上升時(shí)間和下降時(shí)間 驅(qū)動(dòng)電 壓 t 驅(qū)動(dòng)電 壓 t t 光 強(qiáng) t 0 I 0 9 .0I 0 1 . 0 I 上升 T 下降 T 實(shí)驗(yàn)原 理 第10頁(yè)/共18頁(yè) 實(shí)驗(yàn)原 理 六:TN型液晶顯示器(TN-LCD)結(jié)構(gòu)及顯示原理 第11頁(yè)/共18頁(yè) 實(shí)驗(yàn)裝置 第12頁(yè)/共18頁(yè) 實(shí)驗(yàn)裝置 間歇頻率間歇頻率驅(qū)動(dòng)頻驅(qū)動(dòng)頻 率率 驅(qū)動(dòng)電驅(qū)動(dòng)電 壓壓 間間 歇歇 連連 續(xù)續(xù) 液晶驅(qū)動(dòng)電源 ON OFF 驅(qū)動(dòng)電壓驅(qū)動(dòng)電壓 (接液晶盒)(接液晶盒) 光電二極光電二極 管工作電管工作電 壓壓
6、 驅(qū)動(dòng)電壓驅(qū)動(dòng)電壓 (接示波器)(接示波器) 第13頁(yè)/共18頁(yè) 實(shí)驗(yàn)裝置 光功率指示計(jì) 200A 2mA 200mA 20mA 調(diào)零調(diào)零 可調(diào)可調(diào) ON OFF 激光器電源輸出激光器電源輸出 光探頭信號(hào)輸入光探頭信號(hào)輸入 第14頁(yè)/共18頁(yè) 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步 驟 1、按照激光器、偏振片(起偏器)、液晶合、偏振片(檢偏器)、功率計(jì)探頭的順序,在導(dǎo)軌上擺好光路。(注意要認(rèn)清各元件及它們的作用注意要認(rèn)清各元件及它們的作用) 2、打開激光器,仔細(xì)調(diào)整個(gè)光學(xué)元件的高度和激光器的方向,盡量使激光從光學(xué)元件的中心穿過,進(jìn)入功率計(jì)探頭。 3、旋轉(zhuǎn)檢偏器,找到系統(tǒng)輸出功率最小的位置,記下此時(shí)檢偏器的位角度。 4、
7、打開液晶驅(qū)動(dòng)電源,將功能按鍵置于連續(xù)狀態(tài)。驅(qū)動(dòng)電壓調(diào)整到12V,系統(tǒng)通光情況發(fā)生變化。 5、再次調(diào)整檢偏器,找到系統(tǒng)通光功率最小的位置記下此時(shí)檢偏器的角度。步驟3和步驟5之間的角度差即液晶合的扭曲角。 一、液晶合扭曲角的測(cè)量 第15頁(yè)/共18頁(yè) 1、關(guān)閉液晶驅(qū)動(dòng)電源,旋轉(zhuǎn)檢偏器,使系統(tǒng)輸出功率最小并記下最小功率值Tmin。 2、打開液晶驅(qū)動(dòng)電源,將功能按鍵置連續(xù)狀態(tài)。驅(qū)動(dòng)電壓調(diào)整到12V,記下此時(shí)系統(tǒng)的輸出功率Tmax 。 3、計(jì)算對(duì)比度c=Tmin/Tmax,動(dòng)態(tài)范圍DR=10logc(dB) 二、對(duì)比度的測(cè)量 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步 驟 第16頁(yè)/共18頁(yè) 1、關(guān)閉液晶驅(qū)動(dòng)電源,旋轉(zhuǎn)檢偏器,使系統(tǒng)輸出功率最小。 2、用光電二極管探頭換下功率計(jì)探頭,連接好12V電源線。 3、將示波器的Y1通道信號(hào)線與液晶驅(qū)動(dòng)信號(hào)相連,Y1做觸發(fā)。 Y2通道上的示波器表筆與光探頭相連(地線與12V的地相迮,掛鉤掛 在探頭線路扳的掛環(huán)上)。 4、打開示波器電源,功能置于雙蹤雙蹤顯示,Y1觸發(fā)觸發(fā)。 5、打開液晶驅(qū)動(dòng)電源,將功能按鍵置于連續(xù)狀態(tài),驅(qū)動(dòng)電壓調(diào)整 到l2V,觀察示波器上Y1通道的波形,了解液晶的工作條件。 6、將功能按鍵置間
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